高效制冷機(jī)房技術(shù)要點(diǎn)

一、高效機(jī)房的定義及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義：在滿足末端冷負(fù)荷需求的前提下，能綜合考慮負(fù)荷匹配度、系統(tǒng)用能合理性等各方面因素，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)目刂品绞脚c人員管理制度，合理地控制系統(tǒng)中各設(shè)備及參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高能效運(yùn)行的空調(diào)制冷機(jī)房。注：可見，高效制冷機(jī)房不僅在于設(shè)計(jì)的高效，科學(xué)合理的調(diào)控，恰當(dāng)?shù)墓芾硪彩侵匾囊蛩?。二、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：《高效制冷機(jī)房技術(shù)規(guī)程》T/CECS1012-2022《高效空調(diào)制冷機(jī)房評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS1100-2022《空調(diào)冷源系統(tǒng)能效檢測標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS549-20182019《區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》T/CECS666-20202020三、行業(yè)趨勢：在雙碳目標(biāo)下，建筑逐漸實(shí)現(xiàn)電氣化是今后的用能趨勢，除了利用廢熱、余熱且技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理可采用吸收式冷水機(jī)組以外，其余情況下的新建項(xiàng)目宜采用電動壓縮式冷水機(jī)組。四、高效機(jī)房的能效要求：《高效空調(diào)制冷機(jī)房評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS1100-2022高效空調(diào)制冷機(jī)房劃分為一星級、二星級和三星級3個等級，其中三星級為最高等級。一星級制冷機(jī)房能效高于地區(qū)現(xiàn)有機(jī)房平均水平，二星級應(yīng)為國內(nèi)制冷行業(yè)較高水平，三星級應(yīng)為國內(nèi)外制冷行業(yè)的先在冷卻水供回總管之間設(shè)置溫度控制信號的旁通閥，當(dāng)冷卻水溫度低于19℃時開啟旁通閥，至冷卻水回水溫度控制在19℃。2）冷卻水系統(tǒng)的阻力包括冷凝器阻力、管路沿程阻力、過濾器阻力、冷卻塔揚(yáng)程及布水口余壓，方案階段即要考慮制冷機(jī)房盡量靠近冷卻塔布置，減小冷卻水管路長度降低沿程阻力，通風(fēng)良好時，盡量選用橫流塔能減小冷卻塔揚(yáng)程。3）冷卻水蒸發(fā)及飄散導(dǎo)致水中無機(jī)鹽濃度增加，加上空氣中灰塵沉積，會使冷卻塔換熱填料與冷水機(jī)組冷凝器上結(jié)垢，冷卻水與空氣接觸也會滋生藻類，均會影響換熱，進(jìn)而降低冷卻塔與冷水機(jī)組冷凝器換熱效率。為確保冷卻水的水質(zhì)清潔，常需要有除垢、滅藻措施，常采用化學(xué)加藥、過濾和冷凝器小球在線清洗裝置。常見的冷卻水接管方式有冷卻塔、冷卻水泵與冷水機(jī)組一對一連接和集管連接兩種方式。一對一連接方式便于冷卻水的流量平衡，但不便于系統(tǒng)的自動切換和流量控制。集管連接方式便于冷卻塔和水泵的自動切換和流量控制，部分負(fù)荷時可降低冷卻塔風(fēng)扇能耗，對于高效機(jī)房建議優(yōu)先采用集管連接方式。冷卻水系統(tǒng)的水處理方式有全程綜合水處理器、自動加藥裝置（阻垢及抑制生物）、電化學(xué)水處理器（軟化水）、冷凝器膠球在線清洗裝置、管刷在線清洗裝置等設(shè)備。設(shè)備性能要求1）冷水機(jī)組宜選用低阻力的蒸發(fā)器和冷凝器，雙回路設(shè)備的阻力不宜超過60kPa,有條件時宜采用單回程設(shè)備。2）板式換熱器的阻力不宜超過50kPa。3）冷卻塔選用壓損小、不宜堵塞的布水器，選用布水器與集水盤高差小的產(chǎn)品，風(fēng)扇單位風(fēng)量耗功率WO.030W/（m3.h）。4）選用低阻力過濾器，常見Y型過濾器阻力一般可達(dá)10~30kPa,宜選用阻力小于3KPa的籃式過濾器、直角式過濾器（可安裝在水泵入口，省去一個彎頭）或?qū)Я魇竭^濾器。5）采用低阻力止回閥，廠家愛你的蝶式止回閥阻力較大，一般為10^20kPa,宜選用阻力小于3KPa的靜音式止回閥，有條件時還可以采用一體式多功能閥替代。6）采用低阻力能量表，機(jī)械式阻力較大不宜選用，有限考慮使用電磁式或超聲波式。7）減少不必要的閥件實(shí)際設(shè)計(jì)中常在冷水機(jī)組入口和水泵入口一般均設(shè)置有過濾器，由于水泵和冷水機(jī)組之間距離較短，可以考慮取消其中一組過濾器，宜僅在水泵入口設(shè)置過濾器，同時保護(hù)水泵和冷水機(jī)組。盡量不適用靜態(tài)平衡閥，即使使用宜選用復(fù)合型平衡閥，比如動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥等，水力失衡較大的場合，靜態(tài)平衡閥和動態(tài)平衡閥可以同時采用，水力失調(diào)較小時，建議取消靜態(tài)平衡閥。8）選用高效水泵，并聯(lián)水泵宜選用水泵特性曲線較陡的水泵，且水泵再設(shè)計(jì)工況下狀態(tài)點(diǎn)宜選取高效區(qū)上方，部分負(fù)荷時水泵工況點(diǎn)會逐漸往下偏移，從而保證水泵在高效區(qū)運(yùn)行。水泵采用全變頻技術(shù)，由于冷熱水流量相差一般比較大，冷熱水泵宜分開設(shè)置。進(jìn)水平。冷源系統(tǒng)季節(jié)能效比的評價(jià)指標(biāo)要求指標(biāo)氣候分區(qū)能效等級冷源系統(tǒng)季節(jié)!旨效比三級（一星）二級（二星）一級（三星）嚴(yán)寒地區(qū)>4.2>4.6>53寒冷地區(qū)>4.2>4.6>5.3夏熱冬冷地區(qū)>4.6>5.1>5.5夏熱冬暖地區(qū)>4.7>5.2>5.5溫和地區(qū)>4.2>4.7>5.3計(jì)算公式:SEER.At：SEER…—冷源系統(tǒng)季"能效比:q:——冷源系統(tǒng)制冷季的總供冷址.小位為r瓦時（kw?h）:Z%一—冷源系統(tǒng)％用電設(shè)備供冷手累it消耗電辰?單位為「瓦時（kW-h）.冷水機(jī)組季節(jié)能耗比例的評價(jià)指標(biāo)要求（冷水機(jī)組的制冷季能耗占機(jī)房總能耗的比例）指標(biāo)星級評價(jià)指標(biāo)要求一星級二星級三星級冷水機(jī)組季節(jié)能耗比例>70%>75%>78%五、高效機(jī)房標(biāo)注各氣候分區(qū)的三級能效指標(biāo)值為相應(yīng)氣候分區(qū)的有效案例的平均值，該值與模擬計(jì)算結(jié)果及專家經(jīng)驗(yàn)數(shù)值基本一致，高于國內(nèi)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)能效系數(shù)要求，略低于部分國外標(biāo)準(zhǔn)，國外部分標(biāo)準(zhǔn)將能效比5.0作為高效空調(diào)制冷機(jī)房的機(jī)房能效評價(jià)要求。各氣候分區(qū)的二級能效指標(biāo)為相應(yīng)氣候分區(qū)的有效案例的前四分之一分位季節(jié)能效比，即約僅有25%的高效空調(diào)制冷機(jī)房會參與到二星級的評價(jià)，該評價(jià)指標(biāo)值與模擬計(jì)算結(jié)果、專家經(jīng)驗(yàn)數(shù)值、國外現(xiàn)行評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)基本一致。各氣候分區(qū)的機(jī)房一級能效指標(biāo)采用專家經(jīng)驗(yàn)值，由于現(xiàn)有案例的能效指標(biāo)最高值較高并且相應(yīng)案例通常為新建機(jī)房，所在地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，采用了能效水平極高的產(chǎn)品，若采用案例指標(biāo)易導(dǎo)致可參評機(jī)房較為局限，因此不采用案例的能效值作為一級能效的評價(jià)指標(biāo)值。六、實(shí)現(xiàn)高效機(jī)房的方法制冷機(jī)房各部分能耗占機(jī)房總能耗的比重：項(xiàng)目冷水機(jī)組.冷凍水泵冷卻水泵冷卻塔制冷機(jī)房能耗的占比（％）68-885-155-133-6冷卻塔應(yīng)強(qiáng)化換熱，以減小冷卻水與空氣濕球溫度的溫差，以獲得更低的冷卻水溫度。加強(qiáng)換熱的決定性因素是冷卻塔的風(fēng)量與換熱面積。各設(shè)備的選型控制要求:1、冷水機(jī)組1）適當(dāng)選用變頻或磁懸浮冷水機(jī)組，冷水臺數(shù)機(jī)組大小科學(xué)匹配。通過合理的控制策略使機(jī)組高效區(qū)盡可能覆蓋全工況，冷凍水與冷卻水溫度合理設(shè)定。冷機(jī)設(shè)計(jì)容量應(yīng)經(jīng)過科學(xué)的計(jì)算，避免主機(jī)總?cè)萘窟h(yuǎn)大于實(shí)際使用容量造成冷機(jī)難以在高效區(qū)運(yùn)行。2）根據(jù)全年負(fù)荷變化規(guī)律確定冷機(jī)的臺數(shù)和規(guī)格，合理利用變頻技術(shù)，滿足在項(xiàng)目不同總負(fù)荷工況條件下的持續(xù)高效運(yùn)行，多臺冷水機(jī)組時可考慮變頻加變頻的組合或者全變頻。3）全面分析項(xiàng)目各業(yè)態(tài)分布，運(yùn)營時間相差較大的業(yè)態(tài)，比如超市、影院建議單獨(dú)設(shè)置冷源或者冷機(jī)采用大小配（萬達(dá)廣場項(xiàng)目常會這樣做），因?yàn)橛霸?、超市冷?fù)荷往往在商業(yè)綜合體中的比重很小,若加到大系統(tǒng)中，極可能會造成冷機(jī)在極低的負(fù)荷率下運(yùn)行，大大降低了機(jī)組的能效。最終的目標(biāo)是系統(tǒng)總裝機(jī)容量能覆蓋建筑最大負(fù)荷，單臺機(jī)組容量能滿足建筑在最小負(fù)荷時的正常與高效運(yùn)行。IE3-13年冷忸再分負(fù)兩前償不4）變頻機(jī)組的最佳效率區(qū)段是在40%?80%,最高效率點(diǎn)在55?60%,推薦采用部分負(fù)荷有限的加減機(jī)策略，同時配合冷凍水冷卻水泵變頻動作。定頻的最佳效率點(diǎn)在80%負(fù)荷左右，推薦采用滿載加減機(jī)的策略，盡量減少開機(jī)臺數(shù)，同時應(yīng)考慮避免頻繁加減機(jī)的問題。5）設(shè)計(jì)工況下（即冷卻水的溫度在32℃的工況下）磁懸浮離心機(jī)、變頻離心機(jī)及定頻離心機(jī)的效率差別不大，當(dāng)冷卻水溫度降低時，變頻機(jī)與磁懸浮離心機(jī)的C0P大大高于定頻機(jī)組。6）磁懸浮離心機(jī)在冷凍水溫度與冷卻水溫度差越?。▔嚎s比?。┑那闆r相下，其制冷效率越高，某些工況下可以超過30o適用于中溫冷水機(jī)組（不需要承擔(dān)除濕功能的數(shù)據(jù)中心或者溫濕度獨(dú)立控制的建筑會用到）。7）常用的大小機(jī)組搭配的方式，可以提高機(jī)組的負(fù)荷率，但對于提高機(jī)組的運(yùn)行效率幫助不大，提高機(jī)組的負(fù)荷率，最主要的作用還是減少冷卻塔和冷卻水泵開啟臺數(shù)，可以節(jié)省冷卻塔和冷卻水泵的能耗。2、冷卻塔換熱面積適當(dāng)放大，盡可能減小逼近度（回水溫度與室外濕球溫度差），獲得更低的冷卻水溫，冷卻塔各模塊之間保持流量平衡，布水器布水均勻，冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行。冷卻塔群實(shí)現(xiàn)智能群控，以尋求用最低的能耗獲得最低的逼近度。當(dāng)系統(tǒng)部分負(fù)荷運(yùn)行時，可采用冷卻塔開啟數(shù)量多于冷機(jī)運(yùn)行數(shù)量的方式，通過變相加大冷卻塔換熱面積來降低冷水溫度，提高冷水機(jī)組的能效。冷卻塔水量二冷卻水流量*（1.2^1.5）o冷卻塔與周圍障礙物的距離不應(yīng)小于一個塔高。能在冷卻水流量變化范圍內(nèi)確保噴頭布水均勻，保證在較低流量時的散熱表面積基本不變。冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻，冷卻塔風(fēng)機(jī)能耗約占系統(tǒng)能耗的3%飛％。冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行的控制策略通常是采用目標(biāo)水溫（冷卻塔出水溫度）與室外濕球溫度的差值（逼近度）作為風(fēng)機(jī)變頻控制點(diǎn)。3、循環(huán)水泵管路設(shè)計(jì)盡可能降低系統(tǒng)阻力，采取合理的措施保證各環(huán)路水力平衡。冷凍水泵、冷卻水泵均采用綜合變頻控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水泵低能耗運(yùn)行。對于常年部分負(fù)荷運(yùn)行時間長的大型項(xiàng)目，在水泵配置方面應(yīng)考慮適配于系統(tǒng)低負(fù)荷及極地負(fù)荷帶來的大型輸配管網(wǎng)低流量工況。除水泵變頻外，還可以考慮二級泵單獨(dú)配置小流量低揚(yáng)程的泵組，適配管網(wǎng)小流量運(yùn)行。宜選用比轉(zhuǎn)數(shù)低、行能曲線較陡的單機(jī)離心泵。（比轉(zhuǎn)數(shù)低的離心泵運(yùn)行相對平穩(wěn)，高校區(qū)范圍大，運(yùn)行噪聲小。由于在一般項(xiàng)目中對水流量大都是選擇水系統(tǒng)壓差控制，如果水泵行能曲線比較陡，在同樣的流量變化時，壓差或水泵的揚(yáng)程變化更大，更容易被壓差傳感器檢測到。駝峰型水泵當(dāng)有兩臺及以上并聯(lián)運(yùn)行時，可能會引起流量與揚(yáng)程周期性變化，會引起共振導(dǎo)致噪聲大大增加和系統(tǒng)管路損壞。水泵并聯(lián)臺數(shù)不宜超過3臺，多臺并聯(lián)時，要考慮流量的衰減，一般附加5%?10%的裕量。大中型工程冷熱水的供回水溫差相差較大時（一般冷凍水為5℃,熱水為15℃）,流量相差也大，為保證循環(huán)泵一致處于高效區(qū)工作，應(yīng)分別設(shè)置冷、熱水循環(huán)泵。變頻水泵在準(zhǔn)確計(jì)算的基礎(chǔ)上，不再附加選型系數(shù)。選擇高效率的水泵，大部分的水泵效率可達(dá)80%以上。4、系統(tǒng)管路1）盡可能降低系統(tǒng)管路總阻力，優(yōu)化管路，減小最不利環(huán)路管線距離，對管道的比模阻合理取值，減小沿程阻力，選用低阻力的閥件等。2）冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和冷凝器的壓降在系統(tǒng)總阻力的占比大，應(yīng)通過與供應(yīng)商的選型配合，盡可能選用低阻力的機(jī)組。3）閥門方面應(yīng)優(yōu)化選型降低壓降，比如流線型設(shè)計(jì)的止回閥與常規(guī)止回閥相比，局部阻力大大降低，設(shè)備入口采用T性導(dǎo)流過濾器將水平管與豎直管道連接，作用相當(dāng)于彎頭加過濾器，而且此過濾器的有效截面積大，其局部阻力系數(shù)比彎頭加過濾器的局部阻力系數(shù)小很多。如何降低制冷機(jī)房的管路阻力：制冷機(jī)房內(nèi)的管路特點(diǎn)是管線長度短，但是各類閥門管件多，總的局部阻力系統(tǒng)大，因此高效機(jī)房需要采取合適的措施降低局部阻力?？刹捎萌缦麓胧?）合理布置管路，減小不必要的彎頭等局部阻力構(gòu)件。比如水泵與冷水機(jī)組就近布置，一一對應(yīng)，直進(jìn)直出連接。2）采用低阻力的閥門管件，比如用鈍角彎頭代替直角彎頭、銳角三通代替直角三通，加大彎頭的曲率半徑，采用曲率半徑為1.5倍以上的彎頭，采用順流三通等。采用大曲率半徑彎頭，局部阻力系數(shù)較標(biāo)準(zhǔn)彎頭可以減小30%以上。采用45°彎頭較標(biāo)準(zhǔn)90°彎頭可以減小50%以上。采用鈍角三通局部阻力系數(shù)約為直角三通的1/3O3）冷凍水采用大溫差小流量水系統(tǒng)，常規(guī)溫差為5℃,大溫差一般為6?8C。4）冷卻水采用大溫差設(shè)計(jì)，對于大型工程尤其是冷卻塔與制冷機(jī)房距離較遠(yuǎn)時，如冷卻水采用5℃常規(guī)設(shè)計(jì)溫差，不利于節(jié)能，建議將冷卻水溫差提高到5.5℃。5）空調(diào)水系統(tǒng)比摩阻宜控制在100?300Pa/m,房間內(nèi)空調(diào)末端最大流速不應(yīng)超過1.5m/s,干管最大流速不應(yīng)超過2.4m/so冷凍水管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)：1）合理選擇二級泵系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)各分支環(huán)路流量及阻力相差很大時,分環(huán)路設(shè)置二級泵所需要的水泵功率比集中設(shè)置的二級泵的小，二級泵系統(tǒng)常應(yīng)用于大型工程。2）冷水機(jī)組與水泵的連接方式有水泵集管連接和水泵與機(jī)組一一對應(yīng)連接兩種。集管連接方式用于冷水機(jī)組規(guī)格一致的場合，其優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)水泵發(fā)生故障時能自動快速啟動備用水泵，并且水泵啟動過程中不需要關(guān)閉冷水機(jī)組，因此適用于對供冷可靠性要求比較高的建筑。水泵與機(jī)組一一對應(yīng)的連接方式常用語冷水機(jī)組臺數(shù)較多或者機(jī)組大小機(jī)搭配的場合，當(dāng)水泵為立式離心水泵時，水泵與冷水機(jī)組之間的管道可以非常短，因而可以可減少水泵與機(jī)組之間的手動管斷閥、冷水機(jī)組出口電動關(guān)斷閥以及冷水機(jī)組入口過濾器，可降低約3m的阻力。一一對應(yīng)連接方式有兩大缺點(diǎn)：一是備用泵需人工手動啟動，并且發(fā)生故障的水泵對應(yīng)的冷水機(jī)組需重新啟動。二是水泵變速運(yùn)行的控制較復(fù)雜。因此高效機(jī)房優(yōu)先考慮集管連接的方式。高效機(jī)房設(shè)計(jì)選型時，盡量選用相同容量的機(jī)組，水泵與機(jī)組的連接采用集管連接方式，冷水機(jī)組配置電動關(guān)斷閥，冷水機(jī)組和水泵的臺數(shù)可不一一對應(yīng)，控制也可以分開。旁通管（閥）設(shè)計(jì)流量按各太冷水機(jī)組允許的最小流量中的最大值確定。盡量選擇蒸發(fā)器許可流量變化范圍大、最小流量低的冷水機(jī)組，如離心機(jī)30%?130%,螺桿機(jī)40%?